創(chuàng)設(shè)意外情境生成精彩課堂

[摘 要]信息技術(shù)課要激發(fā)學(xué)生的好奇心和參與熱情，才能成為吸引學(xué)生的好課。開發(fā)面向STEM和創(chuàng)客教育的信息技術(shù)課程，通過動態(tài)生成教學(xué)資源、構(gòu)建STEM立體多維課堂、巧妙創(chuàng)設(shè)意外情境等，可使小學(xué)信息技術(shù)課堂更加靈動。

[關(guān)鍵詞]意外情境；動態(tài)生成；STEM；創(chuàng)客教育

很多信息技術(shù)課堂對學(xué)生的吸引力在減弱，原因是多方面的。有教材知識陳舊滯后的原因，也有教學(xué)設(shè)計(jì)循規(guī)蹈矩的原因。一段已知沿途景物和終點(diǎn)風(fēng)光的旅程，沒有驚喜，必定無趣。信息技術(shù)課堂也是如此。如果教師每節(jié)課都按照預(yù)設(shè)的教案演繹，有“意外”發(fā)生時(shí)，立即制止或忽略，會讓學(xué)生覺得沉悶老套，參與課堂的過程如同勉強(qiáng)“友情出演”，無法全身心地投入，何談深入學(xué)習(xí)？進(jìn)入信息智能文明的時(shí)代，學(xué)生學(xué)習(xí)的方式和途徑發(fā)生了巨大變化。黎加厚教授通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在信息技術(shù)課上興趣不高的主要原因是他們已經(jīng)自學(xué)并掌握了很多相關(guān)的知識技能。在這種情況下，教師有必要發(fā)現(xiàn)或制造一些“意外”，激發(fā)學(xué)生的好奇心，點(diǎn)燃他們參與學(xué)習(xí)的熱情。

一、巧妙運(yùn)用課堂節(jié)外生枝，

動態(tài)生成教學(xué)資源

在信息技術(shù)課堂的師生互動、學(xué)生創(chuàng)作環(huán)節(jié)常會有“節(jié)外生枝”的情況，教師應(yīng)有所取舍，識別并激活其中有價(jià)值的動態(tài)生成資源，加以巧妙利用。

例如，在一次公開課上，一位教師要求學(xué)生完成以下任務(wù)：利用Arduino開源器件搭建智能小臺燈，對程序的要求是：白天達(dá)到一定亮度時(shí)，臺燈自動關(guān)閉；當(dāng)臺燈前無人時(shí)，臺燈處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)環(huán)境亮度不夠且座位上有人時(shí)，臺燈開啟并自動調(diào)節(jié)亮度。課堂伊始，一切按預(yù)設(shè)進(jìn)行，教師引導(dǎo)學(xué)生使用Scratch編程工具，拖拽了幾個(gè)“如果……那么……”語句并順利完成調(diào)試，似乎預(yù)示了這一環(huán)節(jié)的完美結(jié)束，正要“轉(zhuǎn)場”之際，有位學(xué)生突然提出：用“如果……那么……否則……”語句可以讓程序進(jìn)一步優(yōu)化。這本來是一個(gè)求之不得的動態(tài)資源，如果展開運(yùn)用得當(dāng)，順勢讓學(xué)生去試驗(yàn)比較，課堂將充滿靈動之美。然而教師似乎沒有事先準(zhǔn)備，抑或怕占用時(shí)間完不成預(yù)設(shè)內(nèi)容，于是說：你們可以課后試驗(yàn)一下，老師認(rèn)為不可以使用此語句。一盆冷水澆滅了學(xué)生批判思維的火花，同時(shí)還傳達(dá)了錯(cuò)誤信息。

又如，在另一次公開課上，教學(xué)“整理文件”，要求學(xué)生將下載的素材文件復(fù)制到自己的文件夾內(nèi)。許多學(xué)生按照教材的標(biāo)準(zhǔn)步驟：在文件上單擊鼠標(biāo)右鍵復(fù)制—打開自己的文件夾—鼠標(biāo)右鍵粘貼。這時(shí)有位學(xué)生打“小報(bào)告”，說某同學(xué)“用鼠標(biāo)瞎搗鼓”，教師不急不躁地走向“瞎搗鼓”的學(xué)生，彎下腰問道：“你是不是發(fā)現(xiàn)了什么？可以告訴大家嗎？”學(xué)生于是演示了用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)按文件直接移動到文件夾窗口的方法。但是問題出現(xiàn)了，原來位置上的源文件不見了。原來該生偶然發(fā)現(xiàn)了一種認(rèn)為更為簡便的復(fù)制文件的辦法，但是重復(fù)操作時(shí)又無法成功。此時(shí)教師改變了原教學(xué)方案，發(fā)動全體學(xué)生一起尋找通過鼠標(biāo)移動復(fù)制文件的辦法。很快有學(xué)生通過百度找到了辦法：在拖拽文件時(shí)應(yīng)先按下CTRL鍵；還有學(xué)生發(fā)現(xiàn)了其他復(fù)制文件的方法。教師反思時(shí)說，雖然改變了原有的教學(xué)思路，但是感覺學(xué)生更投入，氣氛更活躍，課堂更靈動。

教案是一種預(yù)先設(shè)計(jì)的思路，但教師不應(yīng)被預(yù)設(shè)所束縛，應(yīng)給予學(xué)生更多自主空間，使課堂從“他組織”轉(zhuǎn)型為“自組織”，以引發(fā)學(xué)生的深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

二、STEM課程發(fā)散超越預(yù)設(shè)，

構(gòu)建立體多維課堂

隨著STEM與創(chuàng)客教育的興起，信息技術(shù)教材顯得相對滯后。因此，筆者編撰了面向STEM的小學(xué)信息技術(shù)課程群。STEM課程以項(xiàng)目為載體，需要融合多學(xué)科的知識技能以達(dá)成目標(biāo)，路徑是多維發(fā)散的，因此會造成許多“意外”，教師要更多地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮小組協(xié)作的作用，必要時(shí)提供一些網(wǎng)上專家的“鏈接”，讓旁生的枝節(jié)不會阻礙目標(biāo)的達(dá)成。

在《面向STEM的Arduino機(jī)器人創(chuàng)新課程》中，有一課是“3D打印自閉癥機(jī)器人”，要求搜索無用機(jī)器人視頻，并用Makeblock設(shè)計(jì)制作一個(gè)“自閉癥”機(jī)器人：當(dāng)有人試圖用開關(guān)打開盒子時(shí)，盒子的機(jī)械手會自動伸出，閉合開關(guān)并關(guān)上盒子。教師鼓勵(lì)學(xué)生在此基礎(chǔ)上融入各組的創(chuàng)意，使產(chǎn)品更加吸引“顧客”的眼球。學(xué)生一開始用了鈕子開關(guān)作為機(jī)器人“自閉”行為的觸發(fā)器，扭至ON狀態(tài)時(shí)蓋子打開，扭至OFF時(shí)蓋子關(guān)閉。開關(guān)很簡單，但是如何與Auriga主板連接成了問題。最后在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生與淘寶店主進(jìn)行了溝通，詢問如何將外接開關(guān)控制信號輸入Auriga主板。由于材料采用了開源器件，學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)搜索到許多相似案例作為參考，也有的學(xué)生在百度中輸入問題直接搜索解決方案。最后綜合了多方面信息，決定采用了圖1所示的辦法，用連接線與鈕子開關(guān)箱連接，然后通過RJ25轉(zhuǎn)接器連接到主板上的相應(yīng)端口。

當(dāng)學(xué)生們信心滿滿，將所有主板、電池、舵機(jī)等安裝到3D打印的機(jī)箱里，上傳程序試驗(yàn)時(shí)，新的“意外”出現(xiàn)：舵機(jī)驅(qū)動的3D打印的機(jī)械臂由于扭矩不夠碰到鈕子開關(guān)后一滑而過，不能有效觸發(fā)開關(guān)。此時(shí)教師建議學(xué)生上網(wǎng)搜索其他傳感器開關(guān)，看哪個(gè)小組能提出最佳解決方案。最后學(xué)生們提議用磁感應(yīng)器來自制一個(gè)開關(guān)（見圖2）。當(dāng)然問題并不會馬上迎刃而解，接著還有尋找適合的磁鐵、磁感應(yīng)器的安裝、機(jī)械臂的3D建模打印等一系列衍生的問題需要逐一攻克……

以上過程，雖然問題不斷，但正是這種讓學(xué)生經(jīng)歷諸多“意外”的曲折坎坷最終取得“真經(jīng)”的體驗(yàn)，讓學(xué)生經(jīng)歷像科學(xué)家和工程師一樣思考、研究、制作的過程，才會讓學(xué)生終身受益。面對“意外”，教師要給予學(xué)生充分探索的時(shí)間，不要急于完成教學(xué)任務(wù)。對于課后發(fā)生的“意外”也應(yīng)有效利用并給予積極評價(jià)。如以上案例中，學(xué)生在課后把家里玩具小貓的頭安裝到打開盒子的機(jī)械臂上，于是在下一節(jié)課的回顧環(huán)節(jié)就出現(xiàn)這樣的情景：當(dāng)機(jī)械臂移動到磁感應(yīng)開關(guān)的位置，盒子被打開，一只小貓?zhí)匠龊凶优c你怒目而視，然后伸出機(jī)械臂關(guān)上了盒子。這個(gè)有趣的創(chuàng)意使學(xué)生獲得了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中融入創(chuàng)意迭代升級的體驗(yàn)。endprint

三、借用課堂“意外”，讓教學(xué)過渡無痕生成

學(xué)生高階思維的產(chǎn)生需要沉浸式的情境體驗(yàn)，此時(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)的過渡要盡量淡而無痕，因?yàn)樯驳倪^渡易使教學(xué)情境支架失效。教師要對課堂上的“意外”因勢利導(dǎo)，并能回到預(yù)設(shè)的教學(xué)環(huán)節(jié)，甚至可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)“意外”。

在《面向STEM的Scratch創(chuàng)新課程》中有一課是“PicoBoard互動之黃山日出”，要求學(xué)生在Scratch中創(chuàng)意編制“黃山日出”程序，由PicoBoard開發(fā)板控制太陽的升起、落下，隨著太陽升高，周圍背景亮度隨之增加。在學(xué)生初步完成程序編制后發(fā)現(xiàn)，由于滑竿值的變化區(qū)間是“0～100”，而Scratch屏幕Y軸方向的變化區(qū)間是“-180～180”，造成太陽的上升高度不匹配。學(xué)生好不容易讓太陽聽了開發(fā)板的使喚，就遇到了這第一個(gè)“意外”。此時(shí)教師借勢引導(dǎo)拋出問題“如何擴(kuò)大開發(fā)板滑竿的控制范圍”，這是與數(shù)學(xué)問題整合的一個(gè)很好的案例。有的學(xué)生設(shè)計(jì)了 “150-滑竿傳感器的值*2” 或“180-滑竿傳感器的值*3”的表達(dá)式，試驗(yàn)后基本符合要求，但與“-180～180”的區(qū)間范圍仍然不能較好地吻合。在學(xué)生百思不得其解的時(shí)候，教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生跳出思維定勢，讓大家思考如何利用中軸線。學(xué)生小組討論后，提出了新的思路：先將滑竿傳感器的值減50，這樣太陽就在中軸線上下50的區(qū)間內(nèi)，此時(shí)再乘一個(gè)系數(shù)，即將Y坐標(biāo)設(shè)定為“（滑竿傳感器的值-50）*3.6”，將區(qū)間精確擴(kuò)大至“-180～180”。這時(shí)教師再拋出問題：如果想要用滑竿控制小貓?jiān)谄聊籜軸方向的移動，活動區(qū)間是“-240～240”，如何修改表達(dá)式？學(xué)生舉一反三，很快想到將表達(dá)式中的系數(shù)3.6改成4.8即可。這里利用了“意外”，使學(xué)生在跨學(xué)科解決實(shí)際問題時(shí)，知識結(jié)構(gòu)也得到了更新。

以上的第一個(gè)意外是教師故意設(shè)置的，接下來的“意外”則是生成的。在完成了滑竿控制“黃山日出”的劇本后，教師按慣例給完成的各組加分。但此時(shí)有人指出，某個(gè)學(xué)生是用聲音控制太陽升降的，且背景不是亮度的變化，而是顏色的變化。實(shí)際上，教師預(yù)設(shè)的拓展環(huán)節(jié)正是聲音控制器及按鈕的使用，這個(gè)“意外”使預(yù)設(shè)環(huán)節(jié)提前到來了。于是教師請這名學(xué)生演示程序，并試驗(yàn)?zāi)芊窭冒粹o傳感器控制太陽的升降。教師給這位“意外”地成為拓展環(huán)節(jié)“引路人”的學(xué)生加了分，不但使預(yù)設(shè)環(huán)節(jié)無痕過渡，也通過評價(jià)進(jìn)一步鼓勵(lì)了學(xué)生大膽創(chuàng)新。

葉瀾教授指出：課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時(shí)都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的風(fēng)景，而不是一切必須遵循固定的線路而沒有激情的旅程[1]。未知方向的問題的發(fā)散，對教師提出了更高的要求，教師需要為超出預(yù)設(shè)“劇本”的狀況做更充分的準(zhǔn)備。而面向STEM和創(chuàng)客教育的小學(xué)信息技術(shù)課程，將會有層出不窮的“意外”，使課堂更加多維而立體，靈動而精彩。

參考文獻(xiàn)

[1]張涓.捕捉動態(tài)生成，讓信息技術(shù)課堂更精彩[J].中小學(xué)電教月刊，2015（7）：113.

（責(zé)任編輯 郭向和）endprint